Скважинный приемник упругих колебаний

 

Использование: определение свойств и состояния горных пород в массиве по параметрам упругих колебаний. Сущность изобретения: кольцевой продольно-поляризованный пьезоэлемент 6 закреплен на армирующем стержне 5 между нижней 7 и верхней 8 частотно-понижающими накладками . Пьезоэлемент 6 размещен в корпусе 1 с крышками 2 и 3. Между крышкой 2 и накладкой 8 закреплены упругие пластины 9 и 10. На крышках 2 и 3 установлены эластичные стопорные шайбы 14, 16. Армирующий стержень 5 посредством резьбового соединения соединен со штангой 4, выполненной с кольцевым выступом 17. Выступ 17 упирается в крышку 3. При установке устройства в скважину на требуемую глубину вращают штангу 4 и смещают накладку 8 вместе с льезоэлементом 6 вдоль оси корпуса 1. Упругие пластины 9 и 10 при этом расходятся и прижимаются к стенкам скважины. Упругие колебания, проходящие из массива, через упругие пластины 9, 10 и накладку 8 передаются пьезоэлементу 6. 1 ил. ч &

ОУ) 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 21 С 39/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Ь1 <" z

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4802674/03 (22) 16.03.90 (46) 23.06.92. Бюл. М 23 (71) Московский горный институт (72) А.С.Вознесенский и В.Л.Шкуратник (53) 622.831(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 870709, кл. Е 21 С 39/00, 1979, Исаков M.Å. Определение зоны нарушенных горных пород в массиве вокруг горных выработок. Шахтное строительство, 1967, М 1.

Авторское свидетельство СССР

N 881199333377, кл. Е 21 С 39/00, 1979. (54) СКВАЖИННЫЙ ПРЙЕМНИК УПРУГИХ

КОЛЕБАНИЙ (57) Использование: определение свойств и состояния горных пород в массиве по параметрам упругих колебаний. Сущность. изобретения: кольцевой продольно-поляриИзобретение относится к горному делу и предназначено для исследования свойств и состояния горных пород в массиве с применением упругих волн.

Известен скважинный приемник упругих колебаний, содержащий корпус с размещенным в нем и .связанным с внешним источником сжатого воздуха пневмоцилиндром, поршень которого посредством рычажного механизма шарнирно соединен с пьезопреобраэователем (1).

Известен скважинный приемник упругих колебаний, состоящий из закрепленного на штанге цилиндрического корпуса с пружинным прижимным устройством и размещенных в нем пьезоэлементов (2). зованный пьезоэлемент 6 закреплен на армирующем стержне 5 между нижней 7 и верхней 8 частотно-понижающими накладками. Пьезоэлемент 6 размещен в корпусе 1 с крышками 2 и 3. Между крышкой 2 и накладкой 8 закреплены упругие пластины 9 и

10. На крышках 2 и 3 установлены эластичные стопорные шайбы 14,.16. Армирующий стержень 5 посредством резьбового соединения соединен со штангой 4, выполненной с кольцевым выступом 17. Выступ 17 упирается в крышку 3. При установке устройства в скважину на требуемую глубину вращают штангу 4 и смещают накладку 8 вместе с пьезоэлементом 6 вдоль оси корпуса 1. Упругие пластины 9 и 10 при этом расходятся и прижимаются к стенкам скважины. Упругие колебания, проходящие из. массива, через упругие пластины 9. 10 и накладку 8 передаются пьезоэлементу 6. 1 ил.

° ииай

Известен скважинный приемник упругих колебаний, содержащий цилиндрический корпус с верхней и нижней крышками, коаксиально с которыми размещены штанга и армирующий стержень. на котором за- Фь креплен кольцевой продольно-поляризо- с ванный пьезоэлемент с верхней и нижней {,7с частотно-понижающими накладками, дугообразные упругиепластины сзакрепленны- »» ми на них контактными накладками, один юиакиа конец каждой.из .которых жестко связан с верхней частотно-понижающей накладкой (3).

Недостатком известного устройства является сильная зависимость чувствительности приема упругих колебаний от диаметра скважины.

1742476

10

40

55

Целью изобретения является снижение зависимости чувствительности приема от диаметра скважины.

Это достигается тем, что скважинный приемник упругих колебаний, содержащий цилиндрйческий корпус с верхней и нижней крышками, штангу, армирующий стержень, кольцевой продольно-поляризованный пьезоэлемент с верхней и нижней частотно-понижающими накладками и дугообразные упругие пластины с закрепленными на них контактными накладками, при этом штанга и армирующий стержень размещены коаксиально корпусу, а пьезоэлемент с частотно-понижающими накладками закреплен на стержне, снабжен верхней и нижней эластичными стопорными шайбами, закрепленными на соответствующих крышках, штанга выполнена с кольцевым выступом, упирающимся в нижнюю крышку, и связана с армирующим стержнем посредством резьбового соединения, а дугообразные упругие пластины закреплены между верхней крышкой и. верхней частотно-понижающей накладкой пьезоэлемента.

На чертеже представлена конструкция скважинного приемника упругих колебаний.

Скважинный приемник упругих колебаний содержит цилиндрический корпус 1 с верхней крышкой 2 и нижней крышкой 3, штангу 4 и армирующий стержень 5, на котором закреплен кольцевой продольно-поляризованный пьезоэлемент 6, стянутый с помощью. нижней частотно-понижающей накладки T и верхней частотно-понижающей накладки 8, первую дугообразную упругую пластину 9 и диаметрально расположенную вторую упругую пластину

10, соответствующие концы которых жестко закреплены на верхней частотно-понижающей накладке 8 и на верхней крышке 2, На пластинах 9 и 10 закреплены контактные накладки 11 и 12 соответственно. На верхней крышке 2 с помощью винта 13 закреплена верхняя эластичная стопорная шайба

14, а на нижней крышке 3 с помощью полого винта 15 — нижняя эластичная шайба 16.

Штанга 4 кольцевым выступом 17 упирается в нижнюю крышку 3.

Скважинный приемник упругих колебаний работает следующим образом. В исходном состоянии, когда приемник находится вне скважины, дугообразные упругие пластины 9 и 10 не деформированы. При этом расстояние между рабочими не контактирующими с массивом поверхностями контактных накладок меньше диаметра скважины.

С помощью штанги 4 приемник подается на заданную глубину скважины. Причем эластичные шайбы, выполненные, например. из поролона или пористой резины, хотя и превышают диаметр скважины, не мешают перемещению приемника, поскольку свободно деформируются.- По достижении за-. данной глубины скважины осуществляют вращение штанги 4. Благодаря кольцевому выступу 17, который упирается в нижнюю крышку 3, осевого перемещения штанги 4 при ее вращении не происходит. В то же время в результате взаимодействия резьбы на штанге 4 и резьбы на армирующем стержне 5 последний перемещается вдоль штанги 4 в сторону от нижней крышки 3. Причем при вращении штанги 4 вращательного движения остальных конструктивных элементов приемника не происходит, поскольку такому движению препятствует сила трения эластичных шайб 14 и 16 о стенки скважины.

Вйзываемое вращением штанги 4 перемещение стержня 5 передается через верхнюю частотно-понижающую накладку 8 дугообразным упругим пластинам 9, 10, которые в результате деформируются таким образом, что контактные накладки 11 и 12 расходятся от оси к периферии скважины.

При соприкосновении рабочих поверхностей контактных накладок 11, 12 с поверхностью скважины усилие, необходимое для вращения штанги 4, возрастает, вращение штанги 4 прекращают, и приемник оказывается подготовленным к работе.

Приходящие из массива упругие колебания через контактные накладки 1 l. 12 воспринимаются дугообразными упругими пластинами 9, 10, колебания которых через нижнюю частотно-понижающую накладку 8 передаются кольцевому пьезоэлементу 6.

При этом на электродах пьезоэлемента 6 (который может быть секционированным) возникает напряжение, пропорциональное величине акустического давления сигналов, воздействующих на -контактные накладки

11, 12. Это напряжение с помощью радиочастотного кабеля (не показан) передается на вход измерительного прибора (не показан).

Таким образом, в устройстве возможно изменение разноса между собой диаметрально расположенных дугообразных упругих пластин и контактных накладок на них, что обеспечивает снижение зависимости чувствительности приема упругих колебаний от диаметра скважины.

Формула изобретения

Скважинный приемник упругих колеба.ний, содержащий цилиндрический корпус с верхней и нижней крышками, штангу, армирующий стержень, кольцевой продольнополяризованный пьезоэлемент с верхней и нижней частотно-понижающими накладка1742476

- Составитель В.Шкуратник

Редактор ЕЯолионова Техред М.Моргентал Корректор O.Ципле

Заказ 2269 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул..Гагарина. 101 ми и дугообразные упругие пластины с закрепленными.на них контактными накладками, при этом штанга и армирующий стержень размещены коаксиально корпусу, а пьезоэлемент с частотно-понижающими 5 накладками закреплен на стержне.. о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности приема упругих колебаний за счет снижения зависимости чувствительности приема от диаметра скважины, он 10 снабжен верхней и нижней эластичными стопорными шайбами, закрепленными на соответствующих крышках, штанга выполнена с кольцевым выступом, упирающимся в нижнюю крышку, и связана с армирующим стержнем посредством резьбового соеди- нения. а дугообразные упругие пластины закреплены между верхней крышкой и верхней частотно-понижающей накладкой пьезоэлемента.